Síntesis y caracterización de hidrogeles hibridos acrilamida/atp/naftalimidas como sensor óptico para la detección de pesticidas organofosforados.

Abstract

Los pesticidas son sustancias químicas que tienen como objetivo eliminar plagas ya sean animales o vegetales, sin embargo, se ha descubierto que su uso en exceso ha causado una variedad de repercusiones adversas en los humanos y en el ambiente. El alto empleó de pesticidas en la agricultura y su esparcimiento sobre grandes superficies ha provocado que un gran porcentaje de pesticidas se pueda permear afectando cuerpos de agua subterráneos y a su vez también pueda ser arrastrado sobre la superficie, afectando cuerpos de agua superficiales. Debido a esto, la detección y cuantificación de especies químicas contaminantes son primordiales actualmente, ya que se presenta una gran problemática a nivel mundial por contaminación. Por tales motivos el presente proyecto plantea la síntesis de un fluoróforo orgánico inmovilizado en una red polimérica con el objetivo de detectar pesticidas organofosforados. El fluoróforo se sintetizó a partir de adenosín trifosfato y de la molécula fluorescente de naftalimida. Este sensor se evaluó en glifosato (Gli), uno de los herbicidas organofosforados más polémicos en la actualidad por su alto empleó en plantaciones de aguacate en México. La detección se llevó a cabo por un mecanismo de sustitución de la parte de reconocimiento por el contaminante, lo que permitió el cambio de fluorescencia de la solución contaminada con el pesticida. El máximo rango de detección de glifosato fue de 100 a 800 µM, lo cual es excelente para la detección de estos contaminantes en zonas cercanas a plantaciones agrícolas. Se hicieron pruebas de selectividad empleando otros analitos como carbonatos, fosfatos, nitratos y arseniatos, moléculas presentes en altas concentraciones en suelos y aguas, obteniendo una buena selectividad hacia el pesticida objetivo.

Pesticides are chemicals that are intended to eliminate pests whether they are animals or plants, nevertheless their overuse has been found to cause a variety of adverse impacts on humans and the environment. The excessive use of pesticides in agriculture and their spread over large natural areas has caused a large percentage of pesticides to permeate affecting underground water and in some cases be dragged on the surface, affecting surface water bodies. Based on these facts, the detection and quantification of polluting chemical species are essential today since there is a great problem worldwide due to contamination. The present project proposes the synthesis of an organic fluorophore immobilized in a polymeric matrix with the objective of sensing organophosphate pesticides. The fluorophore was synthesized from adenosine triphosphate and the fluorescent molecule of naphthalimide. This sensor was evaluated against glyphosate, one of the most controversial organophosphate herbicides due to its high use in avocado plantations in Mexico. The detection was carried out by a substitution mechanism of the sensor, which allowed the change of fluorescence of the solution contaminated with the pesticide. The maximum glyphosate detection range was found to be 100 to 800 µM, which is excellent for detecting these contaminants in areas close to agricultural plantations. Selectivity tests were carried out using other analytes such as carbonates, phosphates, nitrates, and arsenates, obtaining good selectivity towards the target pesticide.